Tolle Leistung

The Show must go on, und nach langer Zeit geht es nun auch hier weiter.

Wir haben inzwischen einige wichtige Begriffe aus der Mechanik, wie Kraft und Arbeit, kennengelernt. Nun ist es Zeit einen wichtigen, noch fehlenden Begriff zu behandeln: Die Leistung.

Wie die anderen Begriffe auch, wird der Begriff "Leistung" des Öfteren umgangssprachlich benutzt. Beispielsweise verweist die Begriffsklärungsseite bei Wikipedia auf 9 verschiedene Artikel, die sich mit dem Thema Leistung beschäftigen.

In der Physik ist Leistung klar definiert. Beim Suchen im Netz fand ich dabei das Folgende Bild, welches ich mit der Genehmigung des Autors hier zeige. Es ist Teil einer Lernkartensammlung, die man ->hier findet.



Im oberen Bild sieht man zwei Bergsteiger, Johnny Walker und Jim Beam, die einen Berg besteigen wollen. Für beide ist der Berg gleich hoch, und wenn wir annehmen, dass sie gleich schwer sind, können wir sagen, dass beide die gleiche Arbeit verrichten, wenn sie den Berg besteigen. Doch während Johnny Walker den Berg gemütlich im Spaziergang besteigt, hechtet Jim Beam den Berg in windeseile hoch. Er ist natürlich viel früher da und hat damit irgendwie mehr geschafft als sein Freund. Und dieses "mehr" bezeichnen wir als Leistung.
Leistung ist die Energie (oder Arbeit) pro Zeit,

P=E/t

und damit

P=(F*s)/t
(Kraft mal Weg und das ganze durch Zeit)

(Man kürzt Leistung mit "P" wie "Power" in Formeln ab)
Die Maßeinheit der Leistung ist in der Regel das "Watt" (W).
Mit den Angegebenen Zahlen erhalten wir die Leistung von den beiden im Beispiel:

Johnny Walkers Leistung: P(Walker)=m*g*s/t(Walker)=m*g*s/2
Jim Beams Leistung: P(Beam)=m*g*s/t(Beam)=m*g*s/0,5

Vergleicht man die Leistungen, sieht man, dass Jim Beam das Vierfache von Johnny Walkers Leistung erbracht hat.

(Man beachte, dass m,g und s für beide gleich sind, die Arbeit also identisch ist und es nur auf die Zeit ankommt)


Haben Sie eigentlich ihre Stromrechnung bezahlt? Warum eigentlich? Das E-Werk hat ja den ganzen Strom, den es Ihnen schickt hat, wiederbekommen. Oder haben Sie noch irgendwo Strom rumliegen? Mit Strom werden wir uns noch beschäftigen, aber Ihnen ist sicher klar, dass Strom fließt und aller Strom, der durch die Steckdose in ihre Wohnung kommt, sie auch wieder durch die Steckdose verlässt. Aber wofür zahlen Sie dann?
Für die Arbeit, die geleistet werden musste, um den Strom zum fließen zu bringen (zumindest in erster Linie). Eigentlich ist die Stromrechnung eine Energierechnung. Darum zahlen Sie auch pro "Kilowattstunde" (kWh"). Kilo bedeutet einfach Tausend. Watt ist eine Einheit für die Leistung, die das Kraftwerk an Sie abgibt. Und wenn Sie eine bestimmte Zeit eine Leistung umsetzen, verbrauchen Sie dabei Energie.
Ich will es ander herum ausdrücken: Eine Glühlampe habe eine Leistung von 60W. Wenn Sie nun eine Stunde Licht durch diese Glühlampe haben wollen, verbrauchen Sie eine Energie von 60 Wh. Mit einer kWh könntet sie also etwa 17 Stunden Licht haben. Und das kostet Sie derzeit etwa 15 Cent.
Aber vergleichen Sie das mal mit einer Energiesparlampe. Die bringt es auf etwa 11W. Damit hätten Sie für 91 Stunden Licht.
Dies als Anwendungsvergleich für Leistungen bei einem festen Energiebetrag.

Bekannter als die Einheit "Watt" ist die Einheit "Pferdestärke" (PS). Beides sind Leistungen, aber eben mit unterschiedlichen Skalen (ähnlich wie die Temperatur in Celsius und Fahrenheit).

1 PS = 0,7355 kW
und
1 kW = 1,3596 PS

Mit der Einheit PS konnte man die Leistung eines Pferdes mit der Leistung einer Maschine und umgekehrt vergleichen. Heute verwendet man eher das Kilowatt.

Bei Wikipedia findet man auch eine interessante Liste mit Leistungswerten:

• maximale Schallleistung eines großen LKW-Motors: ca. 1 W
• Taschenlampe: ca. 3 W
• Glühlampe im Haushalt: ca. 60 W
• Dauerleistung eines Menschen 70 W
• kurzzeitig mögliche Leistungsabgabe eines Erwachsenen: ca. 1000 W
• Pferd, Dauerleistung (Pferdestärke PS): ca. 735 W (historische Definition: 75 kg in einer Sekunde um einen Meter heben)
• Kühlschrank (nur wenn Kompressor läuft): ca. 200 W
• Heizlüfter: ca. 2000 W
• PKW (max. Fahrleistung): (50 ... 200) kW
• PKW (max. Leistungsaufnahme): ca. (150 ... 600) kW
• Fahrzeugwindkanal: ca. 3 MW
• ICE3-Doppeltraktion: ca. 16 MW
• Kernkraftwerk: ca. (800 ... 1.500) MW
• Leuchtleistung der Sonne: 3,86·10²⁶ W

Zum Abschluss noch so etwas wie das "Fundstück der Woche". Es hat tatsächlich etwas mit Strom und Energie zu tun, aber alleine die Idee ist schon eine Leistung für sich...

->Fundstück